DE68915302T2 - Multiple viewing system. - Google Patents

Description

Die Entwicklung eines Mehrfachanzeigen-Beobachtungssystems, manchmal als "Heads-Up Display" (HUD) (Über-Kopf-Anzeige) bezeichnet, ist relativ neu und hat wahrscheinlich ihren Ursprung auf dem Gebiet von Militärflugzeugen. Beim Betrieb eines sehr schnellen Luftfahrzeugs, das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, und insbesondere eines für Kampfmanöver ausgelegten Luftfahrzeugs, ist es für den Piloten äußerst gefährlich, seine Aufmerksamkeit von einem vor dem Luftfahrzeug liegenden Punkt abzuwenden, um Rundskalen, Tastenknöpfe, Meßgeräte, Instrumente, Anzeigen, usw. auf dem "Armaturenbrett" oder der Instrumentenkonsole abzulesen, die zwar vor ihm, jedoch unterhalb seiner normalen Sichtlinie positioniert ist.The development of a multiple display observation system, sometimes referred to as a "Heads-Up Display" (HUD), is relatively new and probably has its origins in the field of military aircraft. When operating a very fast aircraft traveling at supersonic speeds, and particularly an aircraft designed for combat maneuvers, it is extremely dangerous for the pilot to divert his attention from a point in front of the aircraft to read dials, buttons, gauges, instruments, displays, etc. on the "dashboard" or instrument console positioned in front of him but below his normal line of sight.

In letzter Zeit trat das gleiche Problem auf dem Gebiet des Betreibens von sehr schnellen Kraftfahrzeugen auf und wurde als Aspekt eines Sicherheitsfaktors in dem normalen Betrieb von zivilen Kraftfahrzeugen umgesetzt.Recently, the same problem has arisen in the field of operation of very high-speed motor vehicles and has been implemented as an aspect of a safety factor in the normal operation of civil motor vehicles.

In jedem Kontext ist es jedoch das Sicherheitsmerkmal, das wichtig ist, da ein HUD es dem Bediener des Fahrzeugs ermöglicht, kritische Instrumenten-Anzelgen, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch, Öldruck, usw. direkt auf seiner Sichtlinie zu sehen, ohne daß er dazu seine Augen von dem Bereich abwenden muß, der vor dem sich bewegenden Fahrzeug liegt.In any context, however, it is the safety feature that is important, as a HUD allows the vehicle operator to see critical instrument readings such as speed, fuel consumption, oil pressure, etc. directly in his line of sight without having to take his eyes off the area in front of the moving vehicle.

Aus JP-A-60-88 925 ist eine durchsichtige, lamellenartige Platte bekannt, die auf die Innenfläche einer Windschutzscheibe aufgeklebt ist. Das reflektierte Bild, das im Sichtfeld des Fahrers erscheint, ergibt sich, wenn das Licht auf die Lamellen fällt und in das Sichtfeld des Fahrers reflektiert wird.From JP-A-60-88 925 a transparent, slat-like plate is known which is glued to the inner surface of a windshield. The reflected image which appears in the driver's field of vision is created when the light falls on the slats and is reflected into the driver's field of vision.

Es sollte daher leicht zu erkennen sein, daß, falls der Fahrer oder die Fahrerin den Kopf aus dem engen, durch diese Vorrichtung bereitgestellten sichtkegelbereich bewegt, sie das Bild nicht mehr sehen können, das von den Lamellen reflektiert wird. Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Erfindung fähig, ein Bild bereitzustellen, das von jeder Position im Fahrzeug und nicht nur allein vom Fahrersitz aus gesehen werden kann.It should therefore be easy to see that if the driver moves his or her head outside the narrow field of view provided by this device, he or she will no longer be able to see the image reflected from the slats. In contrast, the present invention is capable of providing an image that can be seen from any position in the vehicle, not just from the driver's seat alone.

Aus EP-A-216 692 ist eine Heads-Up Display bekannt, die mit Hologrammtechnik arbeitet, um ein Bild zu projizieren.EP-A-216 692 discloses a heads-up display that uses hologram technology to project an image.

Das Licht muß in einem bestimmten Winkel auf die Windschutzscheibe projiziert werden, um ein Bild bereitzustellen, das im Sichtfeld eines Benutzers sichtbar ist. Der Einsatz von holographischen Anzeigen ist jedoch nicht immer wünschenswert. So kann beispielsweise in Kraftfahrzeugen die holographische Anzeige nur innerhalb eines sehr engen Sichtkegelbereichs gesehen werden.The light must be projected onto the windshield at a specific angle to provide an image that is visible within a user's field of vision. However, the use of holographic displays is not always desirable. For example, in motor vehicles, the holographic display can only be seen within a very narrow cone of vision.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Instrumenten-Anzeigegerätes das zur "Beobachtung von Mehrfachanzeigen" dient, und das in Verbindung mit Umgebungslicht und Wetterbedingungn entweder manuell oder automatisch direkt gesteuert werden kann, um eine "Beobachtung von Mehrfachanzeigen" bereitzustellen, die klar und deutlich ist.An object of the present invention is to provide an instrument display device which is used for "multiple indications observation" and which can be directly controlled either manually or automatically in conjunction with ambient light and weather conditions to provide a "multiple indications observation" which is clear and distinct.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines "Mehrfachanzeigen-Beobachtungssystems", das "anwendungsfreundlich" ist, d.h. das sich der bestehenden Fahrzeugkonstruktion anpaßt und keinen zusätzlichen Raum oder eine zusätzliche Konstruktion benötigt, um es in das Fahrzeug zu integrieren.Another object of the present invention is to provide a "multi-display observation system" that is "application friendly," i.e., that adapts to the existing vehicle design and does not require additional space or structure to integrate it into the vehicle.

Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines "geisterbildfreien" HUD-Systems.Another goal is to provide a "ghost-free" HUD system.

Ein weiters Ziel ist die Bereitstellung eines HUD-Systems, das sekundäre rote/orangefarbene Lichtwellen absorbiert oder "abblockt", die ansonsten ein "Geisterbild" erzeugen könnten.Another goal is to provide a HUD system that absorbs or "blocks" secondary red/orange light waves that could otherwise create a "ghost image."

Ein zusätzliches Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Gerätes, das vom Neigungswinkel oder der Schrägstellung der Windschutzscheibe unabhängig ist und das des weiteren vorteilhafte Ergebnisse bei der Bereitstellung einer Scheibe gegen externe Störungsfaktoren bereitstellt, wie beispielsweise grelles Sonnenlicht, die hellen Lichter entgegenkommender Fahrzeuge, usw.An additional aim is to provide a method and an apparatus which is independent of the angle of inclination or tilt of the windshield and which further provides advantageous results in providing a windshield against external disturbing factors such as glaring sunlight, the bright lights of oncoming vehicles, etc.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele durch das in Anspruch 1 beschriebene Instrumenten-Anzeigegerät erreicht.According to the present invention, these objects are achieved by the instrument display device described in claim 1.

Bevorzugte Ausführungsformen des Instrumenten-Anzeigegeräts der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.Preferred embodiments of the instrument display device of the present invention are described in claims 2 and 3.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine schematische seitliche Aufrißdarstellung des Bedienungsteils eines Fahrzeugs, das zeigt, wie der Bediener sowohl die externe Umgebung als auch die Reflexionen der vor ihm im Fahrzeug positionierten Anzeigen sehen kann.Fig. 1 is a schematic side elevational view of the operating portion of a vehicle, showing how the operator can see both the external environment and the reflections of the displays positioned in front of him in the vehicle.

Fig. 2 ist eine stark vergrößerte Diagrammdarstellung des Effekts der "Mehrfachbrechung" oder des "Geisterbilds" des reflektierten Bildes, der durch die vorliegende Erfindung vermieden werden kann.Figure 2 is a highly magnified diagrammatic representation of the effect of "multi-refraction" or "ghosting" of the reflected image, which can be avoided by the present invention.

Fig. 3 ist eine schematische Vorderansicht einer Windschutzscheibe, auf welcher der Film der vorliegenden Erfindung aufgebracht ist.Fig. 3 is a schematic front view of a windshield to which the film of the present invention is applied.

Fig. 4 ist eine Darstellung einer tragbaren Vorführungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.Figure 4 is an illustration of a portable presentation device of the present invention.

Fig. 5 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht und zeigt den verstärkenden Film zwischen zwei Glasschichten.Fig. 5 is a view similar to Fig. 2 and shows the reinforcing film between two glass layers.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der lichtwellenabsorbierenden Eigenschaften des verstärkenden Films.Fig. 6 is a graphical representation of the light wave absorbing properties of the reinforcing film.

Fig. 7 ist eine Skizze, die das Erscheinungsbild des verstärkenden Films auf der Windschutzscheibe vom Inneren des Fahrzeugs aus zeigt.Fig. 7 is a sketch showing the appearance of the reinforcing film on the windshield from inside the vehicle.

In Fig. 1 ist in Position 10 eine Frontscheibe, eine Windschutzscheibe, ein Fenster, ein Beobachtungsfenster oder irgend eine Scheibe gezeigt, durch die eine Umgebung betrachtet wird, wie beispielsweise durch die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, die Windschutzscheibe eines Luftfahrzeugs, usw. Sie kann aus Glas, Kunststoff, Polycarbonat, Acryl, Kristall, einem Mineral oder irgend einem anderen durchsichtigen, getönten oder neutralen Material bestehen. Obwohl ein hauptsächlicher Anwendungsbereich bei den Frontscheiben oder Windschutzscheiben von Kraft- oder Luftfahrzeugen liegen würde, kann der Einsatz gleichfalls bei Seiten- oder Rückfenstern, oder bei anderen Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Motorrädern erfolgen, ebenso ist die Verwendung in Verbindung mit Bankschalter-Kabinen, Steuerkabinen, Fahrkartenschaltern, usw. möglich.In Fig. 1, in position 10, there is shown a windscreen, windshield, window, observation window or any pane through which an environment is viewed, such as the windscreen of a motor vehicle, the windshield of an aircraft, etc. It may be made of glass, plastic, polycarbonate, acrylic, crystal, mineral or any other transparent, tinted or neutral material. Although a primary area of application would be the windscreens or windshields of motor vehicles or aircraft, it may also be used on side or rear windows, or on other motor vehicles, such as motorcycles, and it may also be used in connection with bank teller booths, control booths, ticket offices, etc.

Ein dünner transparenter Film 12 ist eine Schicht, die aus irgend einem durchsichtigen Kunststoff, Glas, Mineral oder einer anderen Beschichtung bestehen kann, einschließlich einer solchen mit metallischen Zusätzen, die in geschmolzener Form, als Lösung, als Abroll-Haftfilm oder mit anderen Aufbringungseinrichtungen direkt auf die Innenfläche der Windschutzscheibe 10 oder als Zwischenschicht zwischen die beiden Glasschichten von Sicherheitsglas aufgebracht werden. Sie ist kennzeichnenderweise nicht in dem Raum zwischen dem Beobachter 11 und der Windschutzscheibe 10 angeordnet.A thin transparent film 12 is a layer which may be made of any transparent plastic, glass, mineral or other coating, including one with metallic additives, which is applied in molten form, as a solution, as a roll-on adhesive film or by other application means directly to the inner surface of the windshield 10 or as an interlayer between the two layers of safety glass. It is typically not arranged in the space between the observer 11 and the windshield 10.

Der Film 12 kann eine Kombination aus beliebigen Absorptions-, Reflexions-, Refraktions-, Diffraktions-, Interferenz- oder Polarisierungs-Einrichtungen enthalten, die eine primäre Reflexion ermöglichen, die stärker als jede sekundäre Reflexion oder stärker als jedes gegen die Windschutzscheibe 10 projizierte Bild ist. Daher ist die externe Einwirkung auf die Windschutzscheibe nicht ausreichend oder wesentlich genug, um ein gegen den Film 12 projiziertes Bild abzuschwächen.The film 12 may contain any combination of absorption, reflection, refraction, diffraction, interference or polarization features that provide a primary reflection that is stronger than any secondary reflection or stronger than any image projected against the windshield 10. Therefore, the external impact on the windshield is not sufficient or substantial enough to attenuate an image projected against the film 12.

Ein Gegenstand, der vom Film 12 auf die Innenseite der Windschutzscheibe 10 reflektiert werden soll, um ein "Heads-up"-Bild zu erzeugen, kann aus jedem Meßinstrument, jeder Rundskala, jeder Bildröhre, jedem Schalter, jeder Taste, jeder Anzeige, usw. bestehen, die eine Ebene, einen Zustand oder eine Bedingung aufzeigt, die vom Bediener 11 zu beobachten ist. Beispiele für derartige Anzeigen sind Geschwindigkeitsmesser, Drehzahlmesser, Temperaturmeßanzeigen1 Druck-, Spannungs- oder Stromanzeigen, Luftgeschwindigkeitsmesser, Kompaßeinrichtungen, Höhenanzeigen, Kraftstoff-Füllstandsanzeigen, Funkfrequenzanzeigen, Volumen-Füllstandsanzeigen und Zustandsleuchten für Umgebungskontrolle, Störungen, usw.An object to be reflected by the film 12 onto the inside of the windshield 10 to produce a "heads-up" image may consist of any meter, dial, picture tube, switch, button, indicator, etc., that indicates a level, state, or condition to be observed by the operator 11. Examples of such indicators are speedometers, tachometers, temperature gauges, pressure, voltage, or current indicators, air speed indicators, compass devices, altitude indicators, fuel level indicators, radio frequency indicators, volume level indicators, and status lights for environmental control, faults, etc.

Diese Anzeige ist an Position 14 in Fig. 1 dargestellt und kann durch beliebige Rück-, Seiten- oder Frontbeleuchtung 13 ergänzt werden, um das reflektierte Umgebungslicht zu verstärken. Diese Beleuchtung 13 kann durch Glühlampen, mit Fluoreszenz (z. B. Natrium- oder Quecksilberdämpfe), mit Elektrolumineszenz, durch Leuchtdioden (LED), Laser, usw. erfolgen und entweder vor oder hinter der Anzeige 14 positioniert sein.This display is shown at position 14 in Fig. 1 and can be supplemented by any back, side or front lighting 13 to enhance the reflected ambient light. This lighting 13 can be provided by incandescent lamps, fluorescence (e.g. sodium or mercury vapor), electroluminescence, light emitting diodes (LEDs), lasers, etc. and can be positioned either in front of or behind the display 14.

Die Intensität der zusätzlichen Beleuchtung kann manuell über einen Regelwiderstand oder ein Potentiometer und automatisch über einen Sensor gesteuert werden, der die äußeren Bedingungen erfaßt und die zusätzliche Beleuchtung 13 erhöht oder reduziert, wenn die externe Beleuchtung, wie beispielsweise Sonnenlicht, Scheinwerfer, usw. einen Ausgleich erfordern.The intensity of the additional lighting can be controlled manually via a rheostat or a potentiometer and automatically via a sensor that detects the external conditions and the additional lighting 13 is increased or reduced when external lighting, such as sunlight, headlights, etc., requires compensation.

Ein Armaturenbrett 15 ist dargestellt, das aus einer Steuerkonsole, einem instrumentenbrett oder einem Rahmen bestehen kann, der die Leuchtanzeigen 14 und die Beleuchtung 13 aufnimmt. Dabei kann es sich um die gleiche Armaturenanordnung handeln, wie sie ursprünglich konstruiert war, um dem Beobachter Anzeigen direkt anzuzeigen, sie kann aber auch zusätzlich dazu vorhanden sein oder in elektronischer oder anderer Weise bereitgestellt sein, um Anzeigewerte völlig unabhängig von den am Armaturenbrett erscheinenden Anzeigen auf dem verstärkenden Film anzuzeigen.An instrument panel 15 is shown which may consist of a control console, instrument panel or frame which houses the light indicators 14 and lighting 13. This may be the same instrument panel arrangement as originally designed to present indications directly to the observer, but it may also be additional or provided electronically or otherwise to present indications on the intensifying film entirely independently of the indications appearing on the instrument panel.

Eine Reflexion von den Anzeigen 14, die in der Sichtlinie des Beobachters erscheint, wird auf der Innenseite der Windschutzscheibe in einer Position gegen den Film 12 projiziert, in der die sichtlinie des Beobachters sich nicht merklich verschieben muß, wenn er die für die "Heads-Up"-Anzeige ausgewählten Anzeigen abliest, während er gleichzeitig nach vorne vor das Kraftfahrzeug auf die Umgebung um das Fahrzeug blickt.A reflection from the displays 14 appearing in the observer's line of sight is projected on the inside of the windshield against the film 12 in a position where the observer's line of sight need not appreciably shift when reading the displays selected for the "heads-up" display while simultaneously looking forward of the motor vehicle at the area around the vehicle.

Daher kann die Fläche des Films 12, wie in Fig. 3 gezeigt, viel kleiner als die Gesamtfläche der Windschutzscheibe sein, muß aber in einer Position angeordnet sein, die den Normbereich abdeckt, durch den der Bediener beim Vorwärtsfahren die vor dem Kraftfahrzeug liegende Umgebung sieht. Die Entfernung 16 vom linken Rand der Windschutzscheibe zur im allgemeinen zentralen Fläche der verstärkten Zone kann die standardentfernung für einen Fahrer in einem Kraftfahrzeug sein, in dem das Lenkrad sich auf der linken Seite des Autos befindet. Verständlicherweise würde dies in denjenigen Ländern, in denen sich das Lenkrad auf der rechten Seite des Wagens befindet, umgekehrt sein. Er kann auch auf der rechten Seite der Windschutzscheibe nochmals vorhanden sein, wie im Falle von Luftfahrzeugen, wo sowohl der Pilot als auch der Co-Pilot von dieser Erfindung profitieren können. Des weiteren kann, obwohl dies kostspieliger ist, die gesamte Windschutzscheibe 10 mit dem Film 12 versehen werden, so daß deren gesamte Fläche vom Film bedeckt ist.Thus, the area of the film 12 may be much smaller than the total area of the windscreen, as shown in Fig. 3, but must be located in a position which covers the standard area through which the operator sees the environment ahead of the motor vehicle when driving forward. The distance 16 from the left edge of the windscreen to the generally central area of the enhanced zone may be the standard distance for a driver in a motor vehicle in which the steering wheel is on the left hand side of the car. Understandably, this would be reversed in those countries in which the steering wheel is on the right hand side of the car. It may also be present again on the right hand side of the windscreen, as in the case of aircraft where both the pilot and co-pilot are of this invention. Furthermore, although this is more expensive, the entire windshield 10 can be provided with the film 12 so that its entire surface is covered by the film.

Obwohl in der Darstellung ein Mensch 11 als Beobachter oder Bediener von Fahrzeugen mit der vorliegenden Erfindung gewählt wurde, der seine eigene Sehkraft zur Erfassung der Anzeige auf der Windschutzscheibe benutzt, muß verstanden werden, daß auch jede entfernte Einrichtung zur Aufzeichnung oder Übermittlung von Informationen, wie beispielsweise eine Kamera, ein Videorecorder, eine Fernsehkamera, usw. in der Position der in Fig. 1 dargestellten Person 11 angeordnet werden kann. Dies ist insbesonders entscheidend für die Bedienung von unbemannten Luft- oder Kraftfahrzeugen, in denen keine menschliche Bedienungsperson vorhanden ist, sondern die ferngesteuert werden.Although a human 11 has been chosen as the observer or operator of vehicles incorporating the present invention, using his own eyesight to view the display on the windshield, it is to be understood that any remote device for recording or transmitting information, such as a camera, video recorder, television camera, etc., can also be placed in the position of the person 11 shown in Fig. 1. This is particularly important for the operation of unmanned aircraft or motor vehicles in which there is no human operator but which are remotely controlled.

In Fig. 1 ist an Position 18 des weiteren gezeigt, wie Licht aus der Umgebung von außerhalb des Kraftfahrzeugs aufgrund von Reflexion, Refraktion, Diffusion oder direkter Beleuchtung durch die Windschutzscheibe 10 auf die Anzeigen 14 als auch auf den Beobachter 11 einfallen kann. Dieses Umgebungslicht bestimmt die Intensität, die für die zusätzliche Innenbeleuchtung 13 erforderlich ist, um ein klar erkennbares Bild auf dem Film 12 zu erzeugen.In Fig. 1, at position 18, it is further shown how light from the environment outside the motor vehicle can fall on the displays 14 as well as on the observer 11 due to reflection, refraction, diffusion or direct illumination through the windshield 10. This ambient light determines the intensity required for the additional interior lighting 13 in order to produce a clearly recognizable image on the film 12.

Alle vorgenannten Faktoren stellen die Anzeige 14 der Gegenstände und Instrumente oder Rundskalen usw. auf dem Film 12 bereit, der die Innenfläche der aus Windschutzscheibe 10 und Film 12 bestehenden Kombination sein kann, wobei dennoch eine klare und ungehinderte Sicht auf die Umgebung 19 in der direkten Sichtlinie des Bedieners oder Betrachters 11 ermöglicht wird.All of the foregoing factors provide for the display 14 of the objects and instruments or dials, etc., on the film 12, which may be the inner surface of the windshield 10 and film 12 combination, while still allowing a clear and unobstructed view of the surroundings 19 in the direct line of sight of the operator or observer 11.

Fig. 2 zeigt die "Mehrfachbrechung" oder den "Geisterbild- Effekt", der auftreten kann, wenn ein Bild oder ein Lichtstrahl durch das Verbundglas oder die beschichtete Glasscheibe hindurchgeführt wird.Fig. 2 shows the "multiple refraction" or "ghosting" effect that can occur when an image or a beam of light through the laminated glass or the coated glass pane.

Das primäre und erwünschte Bild 16a wird von der dem Beobachter nächstliegenden Oberfläche reflektiert (in diesem Fall die Schnittstelle zwischen der Luft und dem Film, der auf die Innenfläche der Windschutzscheibe aufgebracht ist). Eine Reflexion aus der infiniten Anzahl von sekundären Reflexionen, die in einem solchen System auftreten können, ist in Position 16f als "Geisterbild" oder Lichtpfad dargestellt, der aufgrund einer Kombination seiner Intensität und der virtuellen Trennung von 16a äußerst störend ist. Andere sekundäre Lichtpfade sind entweder so schwach oder so nahe an 16a gelegen, daß sie nicht erfaßbar oder davon nicht unterscheidbar sind.The primary and desired image 16a is reflected from the surface closest to the observer (in this case the interface between the air and the film applied to the inside surface of the windshield). One reflection of the infinite number of secondary reflections that can occur in such a system is shown at position 16f as a "ghost" or light path that is extremely disturbing due to a combination of its intensity and the virtual separation from 16a. Other secondary light paths are either so faint or so close to 16a that they are undetectable or indistinguishable from it.

Der primäre Zweck des Films 12 ist die Verstärkung der primären Reflexion 16a und die Minimierung der sekundären Reflexion 16f bis zu einem Punkt, an dem sie nicht mehr erkennbar ist und das "Geisterbild" eliminiert wird und nur noch ein Bild vom Beobachter 11 wahrgenommen wird.The primary purpose of the film 12 is to enhance the primary reflection 16a and minimize the secondary reflection 16f to a point where it is no longer detectable and the "ghost image" is eliminated and only one image is perceived by the observer 11.

Zur Eliminierung oder materiellen Reduzierung der sekundären Reflexion 16f enthält der Film 12 orangefarbene/rote "Abblokker", so daß die Lichtwelle beim Passieren durch den Film, wie bei 16b, im wesentlichen vom Film 12 absorbiert wird, und daher alle anderen Wellen, die hindurchgehen, wie bei 16c, und von der Außenfläche des Glases entlang Pfad 16d reflektiert werden, weiterhin beim Passieren durch den Film bei 16e absorbiert werden und damit für das Auge des Beobachters 11 entlang des Pfades 16f keine Lichtwellen reflektiert werden. Wenn dennoch irgendwelche Lichtwellen diesen Übergang erfolgreich passieren, sind sie praktisch nicht erkennbar und es wird daher kein "Geisterbild" erzeugt.To eliminate or materially reduce the secondary reflection 16f, the film 12 contains orange/red "blockers" so that the light wave passing through the film as at 16b is substantially absorbed by the film 12 and therefore all other waves passing through as at 16c and reflected from the outer surface of the glass along path 16d are further absorbed as they pass through the film at 16e and thus no light waves are reflected to the eye of the observer 11 along path 16f. Nevertheless, if any light waves do successfully pass through this transition, they are practically undetectable and therefore no "ghost image" is produced.

Fig. 4 stellt eine Form einer tragbaren Einrichtung 30 dar, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung demonstriert. Diese Einrichtung ist etwa 60 cm (24") lang, 30 cm (12") breit und 45 cm (18") hoch und besteht aus einem Stück Sicherheits-Verbundglas 31 mit aufgebrachtem Film 32, das in einem Kastenrahmen 35 in einem Neigungswinkel gehalten wird, der dem einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe mit darunterliegendem Armaturenbrett annähernd entspricht. Vom Kastenrahmen 35 wird des weiteren die Vorderseite eines Geschwindigkeitsmessers (nicht dargestellt) gehalten, die das Bild 36 der "Heads-Up Display" entlang der Linie 16 projiziert, das dann vom Film 32 entlang des Pfades 16a auf den Beobachter 11 reflektiert wird. Die Innenbeleuchtung wird von den beiden Quarz-Halogenbirnen geliefert (ebenfalls nicht dargestellt). Die Energie für die zusätzliche Beleuchtung wird geliefert, wenn der Ein-/Aus- Schalter 34 betätigt wird. Ein Regelwiderstand 33 ermöglicht die manuelle Intensitätssteuerung für die Anpassung an die Hintergrundsbeleuchtung und den Kontrast in der Umgebung. Die Windschutzscheibe 31 und der Film 32 können durch Aufschrauben der Klammern und Halterungen 37 aus der Halterung 35 entfernt werden.Fig. 4 illustrates one form of portable device 30 which demonstrates the principle of the present invention. This device is approximately 60 cm (24") long, 30 cm (12") wide and 45 cm (18") high and consists of a piece of laminated safety glass 31 with film 32 applied thereto, which is held in a box frame 35 at an angle of inclination approximately corresponding to that of an automobile windshield with an instrument panel underneath. The box frame 35 also supports the front of a speedometer (not shown) which projects the image 36 of the "heads-up display" along line 16 which is then reflected by the film 32 along path 16a to the observer 11. The interior lighting is provided by the two quartz halogen bulbs (also not shown). Power for the additional lighting is provided when the on/off switch 34 is operated. A rheostat 33 allows manual intensity control for matching the background lighting and contrast in the environment. The windshield 31 and film 32 can be removed from the bracket 35 by unscrewing the clips and brackets 37.

Der Film 12 der vorliegenden Erfindung kann aus einer dünnen, getönten Kunststoff-Folie (mit Haftmitteln befestigt) bestehen, die nicht geprägt, geätzt oder mit einem Muster bedruckt ist. Er kann jedoch jede Form aufweisen, die der vorher in dieser Spezifikation gegebenen Beschreibung für den Verstärkungsfilm entspricht.The film 12 of the present invention may be a thin, tinted plastic sheet (attached with adhesives) that is not embossed, etched or printed with a pattern. However, it may be of any shape that conforms to the description for the reinforcing film given earlier in this specification.

Es ist besonders entscheidend, daß keine Schatten- oder "Geisterbild"-Effekte erzeugt werden, und daß das Bild also völlig korrekt, klar und unversehrt ist.It is particularly important that no shadow or "ghosting" effects are created and that the image is therefore completely correct, clear and intact.

In der vorliegenden Erfindung besteht ein Aspekt, in dem sich die Struktur von früheren Offenlegungen unterscheidet (wie beispielsweise in der Offenlegung im Tustison US-Patent 4,794,053), darin, daß der verstärkende Film 12 ein spezifischer "Abblocker" oder eine Absorptionsvorrichtung für bestimmte optische Wellenlängen ist und insbesondere eine Absorptionsvorrichtung für die orangefarbenen/roten Lichtwellen.In the present invention, one aspect in which the structure differs from prior disclosures (such as the disclosure in Tustison U.S. Patent 4,794,053) is that the reinforcing film 12 is a specific "blocker" or absorber for certain optical wavelengths, and in particular an absorber for the orange/red light waves.

Wenn andere Farben abgeblockt werden sollen, werden die Wellenlängen des projizierten Lichts 16 an die Absorptionsbandbreite des Films 12 angepaßt. Dieser Film 12 kann, wie vorher erläutert, entweder an der Innenfläche (Bedienerseite) der Windschutzscheibe 10 oder im Verbund zwischen zwei getrennten Schichten der Windschutzscheibe 10 plaziert werden, so daß er sich zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche der Windschutzscheibe 10 befindet. obwohl er auf der Außenseite plaziert werden könnte, wäre dies nicht wünschenswert, da er durch Sand, Schmutz, Öl, Schnee, usw. aufgerauht würde, die auf die Außenseite der Windschutzscheibe 10 beim Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs aufprallen.If other colors are to be blocked, the wavelengths of the projected light 16 are matched to the absorption bandwidth of the film 12. This film 12 can, as previously explained, be placed either on the inside surface (operator side) of the windshield 10 or in a composite between two separate layers of the windshield 10 so that it is located between the inside and outside surfaces of the windshield 10. Although it could be placed on the outside, this would not be desirable since it would be roughened by sand, dirt, oil, snow, etc., which impact on the outside of the windshield 10 as the motor vehicle is moved forward.

Der wünschenswerteste Platz befindet sich innerhalb der Windschutzscheibe 10, da selbst auf deren Innenseite die Möglichkeit besteht, daß der verstärkende Film beim Reinigen der Windschutzscheibe 10 aufgerauht wird.The most desirable location is inside the windshield 10, since even on the inside of the windshield 10 there is a possibility that the reinforcing film will be roughened when the windshield 10 is cleaned.

Daher zeigt Fig. 5 einen Querschnitt durch die Windschutzscheibe, wobei der verstärkende Film 12 sich zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche befindet. Dies zeigt, wie das reflektierte rote/orangefarbene Bild 16a vom Fahrer gesehen wird, es wird jedoch jedes Licht, das durch die innere verbundschicht 16-1 passiert bei 16b vom Film 12 absorbiert und daher wird jedes weitere Bild (sofern vorhanden), das durch die äußere Verbundschicht bei 16c passiert und von deren Oberfläche entlang Pfad 16d reflektiert wird, weiterhin und nochmals vom roten/orangefarbenen "Abblocker"-Film bei 16e absorbiert. Jedes Licht, das durch die innere Verbundschicht bei 16f-1 entlang Linie 16f in Richtung auf den Beobachter 11 passiert, ist entweder so gering, daß es kein "Geisterbild" mehr erzeugen kann oder praktisch nicht erkennbar ist.Thus, Fig. 5 shows a cross-section through the windshield with the reinforcing film 12 between the inner and outer surfaces. This shows how the reflected red/orange image 16a is seen by the driver, but any light passing through the inner composite layer 16-1 is absorbed by the film 12 at 16b and therefore any further image (if any) passing through the outer composite layer at 16c and reflected from its surface along path 16d is further and again absorbed by the red/orange "blocker" film at 16e. Any light passing through the inner composite layer at 16f-1 along line 16f toward the observer 11 is either so small that it can no longer create a "ghost image" or is practically undetectable.

Der spezifische Vorteil dabei ist, daß jedes Entstehen eines "Geisterbilds" verhindert wird.The specific advantage of this is that any formation of a "ghost image" is prevented.

Die Eliminierung des "Geisterbilds" ist besonders entscheidend in den Kraftfahrzeugen neueren Typs, bei denen eine Schrägstellung der Windschutzscheibe 10 von 28º (d.h. der Winkel zwischen der Neigung der Windschutzscheibe 10 und der Sichtlinie 16a des Fahrers 11) ziemlich groß ist und zu einer Überhöhung oder Verstärkung des Problems mit "Geisterbildern" tendiert.The elimination of the "ghost image" is particularly crucial in the newer type of motor vehicles, where a windshield 10 inclination of 28º (i.e. the angle between the inclination of the windshield 10 and the line of sight 16a of the driver 11) is quite large and tends to exaggerate or amplify the "ghost image" problem.

Diese Anordnung des Films 12 und die Verwendung von orangefarbenen/roten "Abblockern" ist ebenfalls in Fig. 6 gezeigt, die graphisch darstellt, daß 80% und mehr der orangefarbenen/roten Wellen vom verstärkenden Film beim ersten Durchgang sowie beim reflektierten Durchgang durch den Film 12 absorbiert werden.This arrangement of film 12 and the use of orange/red "blockers" is also shown in Figure 6, which graphically shows that 80% and more of the orange/red waves are absorbed by the amplifying film on the first pass as well as on reflected passage through film 12.

Fig. 7 zeigt des weiteren die Position des Films 12 in der Windschutzscheibe, wobei ein kleines Feld 100 in der Sichtlinie des Fahrers 11 erscheint, während er durch die Windschutzscheibe 10 auf die vor ihm liegende Straße blickt. Der Neigungswinkel der Kühlerhaube 101 des Kraftfahrzeugs erfordert, daß der Film 12 in der Windschutzscheibe hoch genug positioniert werden muß, so daß die Sichtlinie des Fahrers durch den Film 12 über die Oberfläche der Kühlerhaube hinweg und darüber hinaus auf die straße führt.Fig. 7 further shows the position of the film 12 in the windshield, with a small field 100 appearing in the line of sight of the driver 11 as he looks through the windshield 10 at the road ahead. The angle of inclination of the hood 101 of the motor vehicle requires that the film 12 must be positioned high enough in the windshield so that the driver's line of sight passes through the film 12, over the surface of the hood and beyond to the road.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist ebenfalls ersichtlich, daß der Film 12 sich nicht deutlich bis zum oberen Rand 102 der Windschutzscheibe 10 hin ausdehnen muß, ebenso wenig wie sehr weit zur rechten oder linken Seite hin, da der Benutzer 11 des Kraftfahrzeugs beim Fahren mit üblicher straßengeschwindigkeit geradeaus blickt und nicht nach rechts oder links, wenn er wissen möchte, welche wichtigen Informationen auf den Film projiziert werden.Referring to Fig. 7, it can also be seen that the film 12 does not need to extend significantly to the upper edge 102 of the windshield 10, nor very far to the right or left, since the user 11 of the motor vehicle, when driving at normal road speeds, looks straight ahead and not to the right or left when he wants to know what important information is being projected onto the film.

Der verstärkende Film muß jedoch groß genug sein, um die Sichtlinie einer kleineren Person im Fahrersitz aufnehmen zu können, (wobei deren Größe die Position des unteren Endes des Films bestimmt), sowie die einer großen Person im Fahrersitz, (wobei deren Größe die Position des oberen Endes des verstärkenden Films bestimmt).However, the amplifying film must be large enough to accommodate the line of sight of a smaller person in the driver's seat (whose size may determine the position of the lower end of the film), and that of a tall person in the driver's seat (whose size determines the position of the upper end of the reinforcing film).

Claims (3)

1. Instrumenten-Anzeigegerät mit1. Instrument display with - einer transparenten Folie (10),- a transparent film (10), - einem mit der transparenten Folie (10) einteilig verbundenen transparenten Film (12), und- a transparent film (12) integrally connected to the transparent film (10), and - wenigstens einer Instrumenten-Anzeige (14), die einen Lichtstrahl in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich aussendet und so angeordnet ist, daß der Lichtstrahl durch eine erste Oberfläche des Films zur Sichtposition reflektiert wird, wobei die erste Oberfläche die der Anzeige und der Sichtposition zugewandte Oberfläche des Films ist,- at least one instrument display (14) which emits a light beam in a predetermined wavelength range and is arranged so that the light beam is reflected by a first surface of the film to the viewing position, the first surface being the surface of the film facing the display and the viewing position, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (12) so aufgebaut ist, daß Licht des vorbestimmten Wellenlängenbereichs, das durch die erste Oberfläche ins Innere des Films eintreten kann, vom Film im wesentlichen absorbiert wird.characterized in that the film (12) is constructed so that light of the predetermined wavelength range that can enter the interior of the film through the first surface is substantially absorbed by the film. 2. Instrumenten-Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wellenlängenbereich die orange/roten Lichtwellen des Farbspektrums sind.2. Instrument display device according to claim 1, characterized in that the predetermined wavelength range is the orange/red light waves of the color spectrum. 3. Instrumenten-Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (12) eine dünne Folie ist, die auf der transparenten Folie (10) befestigt ist oder ein Überzug, der auf die transparente Folie (10) aufgebracht ist.3. Instrument display device according to claim 1, characterized in that the film (12) is a thin film which is attached to the transparent film (10) or a coating which is applied to the transparent film (10).